内花键扳手零件的电火花线切割加工毕业设计

1、绪论本次毕业设计是根据我们数控专业学生所掌握的知识及技术而编写的，它突出拉数控特种加工的特点，零件在加工过程的工艺性特点。全面的培养我们数控加工能力，并合理的数控加工工艺制订。能够边学习边解决新问题，并利用caxa线切割xp软件的编程，处理加工过程中异常情况，使自己的理论知识与实践的相结合。1零件图工艺分析结合零件图1-1所示分析：该零件的加工表面主要是内花键和外形轮廓。该扳手零件中内花键为渐开线式，压力角30度，用于较宽的转矩范围的联接固定的工具，受力较大。该零件表面粗糙度为6.3ra，尺寸精度要求不高，但内外两个型面都要加工，有一定的位置要求。图1-1内花键扳手图形2数控线切割加工方案的确

2、定在试制新产品时，用线切割在坯料上直接切割出零件而无需要另行制造模具，可大大编程制造周期，降低成本，又由于加工凹角的rl=d/2+即0.12l=0.18/2+0.01=0.1，对表面粗糙度要求不高，加工精度一般为0.01mm0.04mm左右，符合线切割加工的工艺条件。内花键扳手加工方案：铣上下夹持面铣侧面工艺基准钻穿丝孔线切割加工内花键加工外形轮廓。3机床的选择结合零件图分析和我院机床的实际。采用加工中心和dk7725线切割机床,dk7725线切割机床纵横坐标最大行程250mm320mm，能加工最大工件厚度为290mm，所需要的电源电压380v，频率50hz，整机总耗量2kva，熔断器额定电流

3、8a。4工艺准备工艺准备主要包括线电极的准备、工件准备和工作液的准备。4.1线电极准备 （1）线电极材料的选择：目前线电极材料的种类很多，主要有纯铜丝、黄铜丝、专用黄铜丝、钼丝、钨丝、各种合金丝及镀层金属丝等。常用线电极丝的特点见表4-1 。 表4-1 各种电极丝的特点材料线径特点纯铜0.10.25适于切割速度要求不高或精加工时用，丝不易卷曲，抗拉强度低，容易断丝。黄铜0.10.3适于高速加工，加工面蚀屑附着少，表面粗糙度和加工面的平直度较好专用黄铜0.050.35适于高速、高精度和理想的表面粗糙度加工及自动穿丝，但价格高钼0.060.25由于它的抗拉强度高，一般用于快速走丝，在进行微细、窄缝

4、加工时，也可用慢速走丝。钨0.030.01由于抗拉强度高，可用各种窄缝的微细加工，但价格华贵。总上所述，选择钼丝做快速走丝机床的线电极。由于钨丝或其他贵重金属丝成本高而少用，其他线材抗拉强度低，在快走丝机床上不能使用。（2）线电极直径的选择：线电极直径d应根据工件加工的切缝宽窄、工件厚度及拐角尺寸大小等选择。由图4-1可知，线电极直径与拐角半径的关系为d2(r-)，即本零件的为d40后,加工速度提高不多,且电极丝耗损增大。6.2.2脉冲间隔toto减小时平均电流增大，切割速度正比加快，但to不能过小，以免引起电弧和断丝。6.2.3开路电压ui该值会引起放电峰值电流和电加工间隙的改变。提高，加工

5、间隙增大，排屑容易，提高切割速度和加工稳定性，但易造成电极丝振动，通常的提高还会使丝损加大，一般ui=60v150v6.2.4放电峰值电流ie这是决定单脉冲能量的主要因素之一。ie增大时，切割速度提高，表面粗糙度增大，电极丝耗损比加大甚至断丝。一般ie小于40a，平均电流小于5a。6.2.5极性线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性加工，工件接电源正极，否则切割速度变低而电极丝耗损增大。综上原则，此零件厚度较厚，要求表面质量不高，属于粗糙型加工，故选择切割参数为：脉宽4us；间隔8um；开路电压70v；最大电流100ma。7线切割加工7.1程序传输（1）打开caxa线切割xp软件，选择“应答传输

6、”项，系统弹出一对话框要求指定被传输的文件（在刚生成过代码的情况下，屏幕左下角会出现一个选择当前代码或代码文件的立即菜单）。 （2）选择目标文件后，按“确定”，系统提示“按键盘任意键开始传输（esc退出）”，按任意键即可开始传输加工代码文件。7.2零件的加工 7.2.1调试机床校正钼丝的垂直度，检查工作液及运丝机构工作是否正常。7.2.2装夹及加工将坯料放在工作台上，保证有足够的装夹余量，然后工件两端固定夹紧；将电极丝抽出移至穿丝点位置，穿入工艺孔中然后上好电极丝，找正工件，准备切割。7.3加工过程中特殊情况的处理7.3.1短时间的临时停机在某一程序尚未切割完毕时，若需要暂时停机片刻。则应先关

7、闭控制台的变频、高频及进给，然后关闭脉冲电源、工作液泵和走丝电动机，其他设备不必关闭。以后重新开机时，按下述次序进行操作即可继续加工，短时间的临时停机的操作如下：开走丝电动机工作液泵高频电源变频开关高频开关7.3.2断丝处理断丝是线切割加工中最常见的一种异常，造成断丝的原因主要有以下几个方面：（1）电极丝的材质不佳、抗拉强度低、折弯、打结，或使用时间过长丝被拉长、拉细且布满微小放电凹。（2）导丝机构的机械传动精度低、绕丝松紧不适度，导轮与储丝筒的径向圆跳动和窜动。（3）导电块长时间使用或位置调整不好，加工中被电极丝拉出沟糟。（4）导轮轴承磨损、导轮磨损后底部出现沟糟，造成导丝部位摩檫力过大，运

8、行中抖动剧烈。（5）工件材料的导电性、导热性不好，并含有非导电杂质或内应力过大造成切缝变窄。（6）加工结束时，因工件自重引起切除部分脱落或倾斜夹断电极丝。（7）工作液的种类选择配制不适应或脏污程度严重。若加工过程出现断丝现象，首先应立即关闭脉冲电源和变频，再关闭工作液泵及走丝电动机，把变频初调置于“手动”一边，打开变频开关，让机床工作台继续按原程序走完。最后回到起点位置重新穿丝加工。若加工快结束时断丝，可考虑从末尾进行切割，但需要新编制部分程序。加工到二次切割的相交处时，要及时关闭脉冲电源和机床，以免损坏已加工面。7.3.3控制器出错或突然停电这两种情况出现在待加工零件的废料部位且零件的精度要

9、求不高的情况下，排除故障后，将电极丝退出，拖板移动到起始位置。7.3.4短路的排除短路也是线切割加工中常见的故障之一，常见的短路原因主要有：（1）导轮和导电块上电蚀物堆积严重未能及时清洗。（2）工件变形造成切缝变窄，使切屑无法及时排出。（3）工作液浓度太高造成排屑不畅。（4）加工参数选择不当造成短路。应立即关掉变频，待其自行消除，如不能奏效，在关掉高频电源，用酒精、汽油、丙醇等溶液冲洗短路部分，若此时还不能消除，只好把电极丝抽出退回到起始点重新加工。结果分析零件的加工质量对产品的工作性能和使用寿命影响很大。由于人为和机械原因，该零件存在以下不足：a、加工表面粗糙、有条纹 由于电极丝张力过小，高

10、压水喷淋处理不当，使电极丝产生抖动。b、加工表面平直度差 电极丝丝速低，加工时损耗大，形成上下切割尺寸不同；电极丝张力过低；喷淋不当，上下压力及流量不同。c、形状和位置精度 由于外轮廓加工时，不能准确确定穿丝点造成内花键与外轮廓有一点偏差。 在确定电极丝的位置，用目视法始终存在一些误差。改进的措施：a、用紧丝轮对电极丝紧丝操作，使电极丝张力达到要求，调整上丝臂水嘴，使工作液喷淋完电极丝，以避免再次抖动。b、在保证表面粗糙度下，适当增大脉冲宽度，提高电极丝线速，减小电极丝耗损，调节流量调节旋阀，以满足上下压力及流量的要求。c、加工内花键时应采用自动找中心法，准确的确定电极丝位置。卸丝加工外轮廓时

11、，应保持横向或纵向任一方向不动。穿丝时，只对另一方向进行测量，以保证加工外轮廓的穿丝点准确定位，使加工达到一定的形状和位置精度。总 结本次毕业设计让我系统巩固和学习了大学三年的学习课程，通过毕业设计使我对我院的fanuc-0i系统加工中心进一步进的了解，全面学习数控线切割技术和操作线切割机床。 从9月份开始到11月份，我历时两个月，系统的巩固机械制图数控加工工艺与编程机械制造等课程，从零件图纸分析到产品加工，在指导老师带领下，每一个细节都是由我个人完成，在这其中感觉到了我们平时所学知识还不够用，学习不够认真，造成毕业设计做起来很吃力，也感觉到我们专业在实际操作中勤动手，多动脑思考才能顺序将零件

12、加工完成，多去翻阅资料。总之，通过本次毕业设计工作，我从中找到了自己不足之处，对即将毕业的我来说，无疑是给自己巨大帮助，以便在近期内巩固所学的知识，在“学校”和“社会”有了一个良好的接口。 面对现代激烈的人才竞争，我要给自己定好位，做好后期工作，为将来工作做充分的准备。致 谢在本次的毕业设计工作中，编写毕业设计说明书及其零件的加工完成，首先要感谢我的指导老师严瑞强，在毕业设计零件加工及其说明书编写过程中，给予了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的专业意见，在程序编制过程中，也要感谢曾经的科任老师王甫茂、唐书林、张德红等，是他们的精心指导才使我的毕业设计能够按期完成，也要感谢同学在我毕

13、业设计的过程中提供的帮助，更感谢学院给予的支持，在此，对所有给予我帮助和支持的人再次表示衷心的感谢。18参考文献1 陈前亮.数控线切割操作技能鉴定考核培训教程.北京：机械工业出版社，2006.2 刘晋春.特种加工m.北京：机械工业出版社，2003.3 赵万生.实用电加工技术m.北京：机械工业出版社，2002.4 李雪梅.数控机床m.北京：电子工业出版社，2005.5 刘晋春.特种加工m.北京：机械工业出版社，2003.6 劳动部教材办公室组织.电火花工m.北京:中国劳动出版社,1997.7 赵万生.实用电加工技术m.北京：机械工业出版社，2002.8 明兴祖.数控加工技术m.北京：化学工业出版

14、社，2002.9 邱永成.机械基础m.北京：中国农业出版社，2004.10张学仁.数控电火花线切割加工技术m.黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，200411张梦欣.数控加工工艺学m.北京:中国劳动社会保障出版社,2005.附录1内花键加工程序*caxawedm -version 2.0 , name : 内花键程序.3bconner r= 0.00000 , offset f= 0.01000 ,length= 201.024 mm*start point = 0.00000 , -0.00000 ; x , yn 1: b 16426 b 1398 b 16426 gx l4 ; 16.426

15、, -1.398n 2: b 16426 b 1398 b 2796 gy nr4 ; 16.426 , 1.398n 3: b 130 b 11 b 75 gx sr3 ; 16.500 , 1.527n 4: b 4387 b 8501 b 2774 gy nr4 ; 19.776 , 4.301n 5: b 936 b 734 b 1041 gy nr4 ; 19.989 , 5.342n 6: b 19988 b 5343 b 24 gy nr1 ; 19.982 , 5.366n 7: b 1149 b 309 b 705 gx nr1 ; 19.277 , 6.161n 8: b

16、3772 b 8791 b 4223 gx nr1 ; 15.054 , 6.925n 9: b 11 b 130 b 75 gy sr4 ; 14.925 , 6.999n 10: b 14924 b 7002 b 2422 gy nr1 ; 13.527 , 9.421n 11: b 107 b 74 b 148 gy sr3 ; 13.527 , 9.569n 12: b 8106 b 5184 b 4043 gy nr4 ; 14.975 , 13.612n 13: b 1178 b 168 b 1009 gy nr4 ; 14.639 , 14.621n 14: b 14639 b

17、14621 b 18 gx nr1 ; 14.621 , 14.639n 15: b 841 b 842 b 1009 gx nr1 ; 13.612 , 14.975n 16: b 1129 b 9499 b 4039 gx nr2 ; 9.573 , 13.526n 17: b 74 b 107 b 148 gx sr4 ; 9.425 , 13.526n 18: b 9424 b 13526 b 2422 gx nr1 ; 7.003 , 14.924n 19: b 55 b 118 b 129 gy sr3 ; 6.928 , 15.053n 20: b 9555 b 451 b 42

18、23 gy nr4 ; 6.164 , 19.276n 21: b 1104 b 444 b 795 gx nr1 ; 5.369 , 19.982n 22: b 5367 b 19982 b 24 gx nr1 ; 5.345 , 19.988n 23: b 307 b 1150 b 1041 gx nr1 ; 4.304 , 19.775n 24: b 5727 b 7662 b 3275 gy nr2 ; 1.530 , 16.500n 25: b 123 b 63 b 132 gx sr4 ; 1.398 , 16.425n 26: b 1398 b 16426 b 2796 gx n

19、r1 ; -1.398 , 16.425n 27: b 11 b 130 b 75 gy sr4 ; -1.527 , 16.499n 28: b 8501 b 4387 b 2774 gx nr1 ; -4.301 , 19.775n 29: b 734 b 936 b 1041 gx nr1 ; -5.342 , 19.988n 30: b 5343 b 19988 b 24 gx nr2 ; -5.366 , 19.981n 31: b 309 b 1149 b 705 gy nr2 ; -6.161 , 19.276n 32: b 8791 b 3772 b 4223 gy nr2 ;

20、 -6.925 , 15.053n 33: b 130 b 11 b 75 gx sr1 ; -6.999 , 14.925n 34: b 7002 b 14924 b 2422 gx nr2 ; -9.421 , 13.526n 35: b 74 b 107 b 148 gx sr4 ; -9.569 , 13.526n 36: b 5181 b 8092 b 4043 gx nr1 ; -13.612 , 14.975n 37: b 168 b 1178 b 1009 gx nr1 ; -14.621 , 14.639n 38: b 14621 b 14639 b 18 gy nr2 ;

21、-14.639 , 14.621n 39: b 842 b 841 b 1009 gy nr2 ; -14.975 , 13.612n 40: b 9499 b 1129 b 4039 gy nr3 ; -13.526 , 9.573n 41: b 107 b 74 b 148 gy sr1 ; -13.526 , 9.425n 42: b 13526 b 9424 b 2422 gy nr2 ; -14.924 , 7.003n 43: b 118 b 55 b 129 gx sr4 ; -15.053 , 6.928n 44: b 451 b 9555 b 4223 gx nr1 ; -1

22、9.276 , 6.164n 45: b 444 b 1104 b 795 gy nr2 ; -19.981 , 5.369n 46: b 19982 b 5367 b 24 gy nr2 ; -19.988 , 5.345n 47: b 1150 b 307 b 1041 gy nr2 ; -19.775 , 4.304n 48: b 7662 b 5727 b 3275 gx nr3 ; -16.500 , 1.530n 49: b 55 b 118 b 129 gy sr1 ; -16.425 , 1.401n 50: b 16426 b 1398 b 2796 gy nr2 ; -16

23、.425 , -1.395n 51: b 132 b 13 b 75 gx sr1 ; -16.499 , -1.527n 52: b 4387 b 8501 b 2774 gy nr2 ; -19.774 , -4.301n 53: b 936 b 734 b 1041 gy nr2 ; -19.988 , -5.342n 54: b 19988 b 5343 b 24 gy nr3 ; -19.981 , -5.366n 55: b 1149 b 309 b 705 gx nr3 ; -19.276 , -6.161n 56: b 3772 b 8791 b 4223 gx nr3 ; -

24、15.053 , -6.925n 57: b 11 b 130 b 75 gy sr2 ; -14.924 , -6.999n 58: b 14924 b 7002 b 2422 gy nr3 ; -13.526 , -9.421n 59: b 107 b 74 b 148 gy sr1 ; -13.526 , -9.569n 60: b 8050 b 5168 b 4039 gy nr2 ; -14.975 , -13.608n 61: b 1180 b 171 b 1013 gy nr2 ; -14.639 , -14.621n 62: b 14639 b 14621 b 18 gx nr

25、3 ; -14.621 , -14.639n 63: b 841 b 842 b 1009 gx nr3 ; -13.612 , -14.976n 64: b 1129 b 9499 b 4039 gx nr4 ; -9.573 , -13.526n 65: b 74 b 107 b 148 gx sr2 ; -9.425 , -13.526n 66: b 9424 b 13526 b 2422 gx nr3 ; -7.003 , -14.925n 67: b 55 b 118 b 129 gy sr1 ; -6.929 , -15.054n 68: b 9555 b 451 b 4223 g

26、y nr2 ; -6.164 , -19.277n 69: b 1104 b 444 b 795 gx nr3 ; -5.369 , -19.982n 70: b 5367 b 19982 b 24 gx nr3 ; -5.345 , -19.988n 71: b 307 b 1150 b 1041 gx nr3 ; -4.304 , -19.775n 72: b 5695 b 7643 b 3275 gy nr4 ; -1.527 , -16.500n 73: b 118 b 55 b 129 gx sr2 ; -1.398 , -16.425n 74: b 1398 b 16426 b 2

27、796 gx nr3 ; 1.398 , -16.425n 75: b 11 b 130 b 75 gy sr2 ; 1.526 , -16.500n 76: b 8501 b 4387 b 2774 gx nr3 ; 4.300 , -19.775n 77: b 734 b 936 b 1041 gx nr3 ; 5.341 , -19.988n 78: b 5343 b 19988 b 24 gx nr4 ; 5.365 , -19.982n 79: b 309 b 1149 b 705 gy nr4 ; 6.160 , -19.277n 80: b 8791 b 3772 b 4223

28、gy nr4 ; 6.925 , -15.054n 81: b 130 b 11 b 75 gx sr3 ; 6.999 , -14.925n 82: b 6956 b 14858 b 2425 gx nr4 ; 9.424 , -13.526n 83: b 74 b 107 b 148 gx sr2 ; 9.572 , -13.526n 84: b 5168 b 8050 b 4039 gx nr3 ; 13.611 , -14.975n 85: b 168 b 1178 b 1009 gx nr3 ; 14.620 , -14.639n 86: b 14621 b 14639 b 18 gy nr4 ; 14.638 , -14.621n 87: b 842 b 841 b 1009 gy nr4 ; 14.974 , -13.612n 88: b 9499 b 1129 b 4039 gy nr1 ; 13.525 , -9.573n 89: b 107 b 74 b 148 gy sr3 ; 13.525 , -9.425n 90: b 135